同济大学学报(自然科学版)

1915 年创刊

月刊

ISSN 1000-0054

CN 11-2223/N.

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土木工程与建筑学

  • 桥梁结构构件设计使用寿命的确定

    陈艾荣;王玉倩;吴海军;阮欣;

    通过定义桥梁及桥梁构件的设计使用寿命,对桥梁构件进行按结构体系划分和耐久性设置研究.调查了国内外桥梁结构及构件的实际工作寿命和规范指南中的设计使用寿命建议值,提出了基于寿命周期成本分析法的确定桥梁结构构件设计使用寿命的直接方法和简化方法.直接法首先为构件制定寿命方案,通过计算各寿命方案的寿命周期成本,选择经济性最优的方案;在简化法中给出了设计使用寿命简化计算公式,对影响系数进行了划分及取值讨论,并给出了基于专家调查的构件基础设计使用寿命建议值.最后,以某跨海工程为例,系统地演示了桥梁结构构件设计使用寿命的确定流程.

    2010年03期 v.38 317-322页 [查看摘要][在线阅读][下载 312K]
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  • 断索导致的斜拉桥结构易损性分析

    于刚;孙利民;

    提出从损伤场景对结构性能的影响程度和损伤场景占结构体系总体规模的比例两个参数进行结构易损性分析的方法,并以斜拉桥结构体系为对象,分别以主梁最小屈曲安全系数和最大应力安全系数作为结构性能参数,对不同位置拉索断裂的损伤场景进行了易损性分析.以某斜拉桥为例,采用提出的易损性分析方法,从众多的拉索断裂损伤场景中得到了造成后果尽可能严重而自身占结构比例尽可能低的易损场景.分析结果明确了结构对不同位置拉索断裂的敏感性,可以作为结构健康监测中监测内容选取以及传感器布设的参考依据.

    2010年03期 v.38 323-328页 [查看摘要][在线阅读][下载 492K]
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  • 圆管混凝土T型焊接节点热点应力试验研究

    童乐为;王柯;史炜洲;陈以一;

    作为疲劳评估的基础性工作,试验研究了由圆钢管支管与圆钢管混凝土主管组成的焊接桁架T型节点(CFCHS)在支管轴向拉力、压力和平面弯矩作用下的热点应力分布及应力集中系数(SCF)特性.讨论了CFCHS节点的热点应力测试方法和试验结果,并与支管和主管均为圆钢管的T型焊接节点(CHS)进行比较,考察两种节点的性能差异.研究表明:CFCHS节点的热点应力,对主管可采用线性外推方法,对支管需采用二次外推方法;相比CHS节点,CFCHS节点的热点应力分布趋于均匀,SCF显著减小;CFCHS节点支管轴向受拉比受压不利,SCF增大;CFCHS节点几何参数β,τ,γ对主管SCF的影响效应与CHS节点基本一致,但是对支管SCF的影响效应与CHS节点有些差异;混凝土的作用主要是改善CFCHS节点刚度,从而降低SCF,并预期可提高疲劳强度,但混凝土自身强度等级的高低没有显著影响节点的SCF.

    2010年03期 v.38 329-334页 [查看摘要][在线阅读][下载 844K]
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  • 原状土地基石灰土路堤离心模型试验

    陈建峰;俞松波;叶铁锋;石振明;

    对原状软土地基石灰土路堤进行了离心模型试验,分析了试验过程中拍摄的模型图片、位移计测得的路堤和地基表面位移,以及模型地基侧面的标记点位移等值线图.分析结果表明,原状软土地基上的石灰土路堤在2~4 m的堆载过程中由于地基不均匀沉降开始断裂;地基中最大水平位移增量Δδmax与路堤中心下地基沉降增量ΔS之比值在4~6 m的路堤堆载阶段发生突变,预示地基趋于失稳,这与离心模型试验观察结果及采用不排水剪指标的太沙基地基承载力计算结果一致;鉴于石灰土的脆性和低抗拉强度,在实际软土地基石灰土路堤工程中可采用低于2 m的低路堤形式,也可在石灰土路堤中采用加筋的方式来提高其整体性、抗拉强度和减小地基的不均匀沉降量.

    2010年03期 v.38 335-339+345页 [查看摘要][在线阅读][下载 650K]
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  • 围岩不同模量特性对隧道支护结构的影响分析

    杨钊;余俊;潘晓明;王艳丽;

    基于拉压不同模量弹性理论,编写了有限元程序,通过对一个平面应力圆环的分析,验证了程序的正确性.分析了一个典型隧道断面支护结构的受力与变形状态,给出隧道支护结构应力场和位移场随着不同模量系数的变化规律,发现不同模量系数的变化对衬砌结构的位移与锚杆的轴力影响较小,而对隧道结构受拉区的应力场以及受拉区区域影响较大,为隧道支护结构设计提供新的理论依据.

    2010年03期 v.38 340-345页 [查看摘要][在线阅读][下载 368K]
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  • 浅埋地下结构浮力模型试验研究

    向科;周顺华;詹超;

    针对浅埋地下结构浮力试验的特点,研制了一套直接测定静水中结构底板所受浮力的模型试验系统.根据纯水中扬压力等于静水压力,确定了主要系统参数.利用该系统,对不同埋深下纯水、饱和砾石、中砂、细砂、粉土和黏性土中模型室底板受到的浮力及孔隙水压力进行了测试.试验结果表明,该系统在纯水中浮力测试的最大误差小于1%.饱和砾石、中砂、细砂和粉土中模型室底板所受浮力比其在相同条件下的纯水中受到的浮力小约5%,而饱和黏性土中模型室底板所受浮力与其在相同条件下的纯水中受到的浮力相等.饱和粉土和黏性土在填筑过程中,底板所受浮力极大,并可能超过被其排开的饱和土的重量,且测压管水头在填筑过程中均超过填土面高度,埋置越深的测压管水头越高.长期稳定状态下,饱和无黏性土和黏性土中各测压管中水头高度均与填土表面齐平.

    2010年03期 v.38 346-352+357页 [查看摘要][在线阅读][下载 491K]
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  • 建筑能效当量能耗方法研究

    李峥嵘;李浩翥;郁盛;诸英霞;

    建筑能耗的影响因素分为能效有关量与能效无关量两类.能效有关量反映了建筑的实际用能效率,是建筑节能改造的依据,由其导致的建筑能耗定义为建筑能效当量能耗.运用线性回归的方法推导了建筑能效当量能耗的计算方法.利用33幢办公建筑样本,给出了上海地区2~8万m2办公建筑的建筑能效当量能耗的回归计算公式,并形成上海地区既有办公建筑能效的阈值范围.

    2010年03期 v.38 353-357页 [查看摘要][在线阅读][下载 269K]
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交通运输工程

  • 重大公路交通基础设施运行环境描述模型

    马艳;郭忠印;

    从道路环境、交通环境与气候环境三方面综合分析重大公路交通基础设施运行环境风险性,根据客观环境条件对道路用户行为的影响建立运行环境描述模型,对重大公路交通基础设施路段特征和运行环境属性特征进行描述.筛选影响重大公路交通基础设施运行环境安全性的显著性因素,提出线形安全性、路面状况安全性、交通设施认知性、安全设施有效性和气候环境风险性五类运行环境风险指标,给出相应评估内容与评估建议值,并描述了运行环境综合指标随单项指标的变化规律.

    2010年03期 v.38 358-363页 [查看摘要][在线阅读][下载 469K]
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  • 路网拓扑脆弱性及关键路段分析

    涂颖菲;杨超;陈小鸿;

    在发生地震等特大事件时,一条或多条路段可能完全丧失其功能,路网、起讫点对(OD对)之间是否连通成为最关键的问题.根据网络的拓扑结构来研究路网承受异常事件的能力.将通信领域内提出的最小割频度向量的指标引入路网拓扑脆弱性评价中,该指标对不同的网络具有可比性,能反映路网结构特征,并且能考虑路段本身承受灾害能力的差异对拓扑脆弱性的影响.给出网络拓扑脆弱性指标定义及计算方法,并用示例路网进行演算,结果表明该指标具有可比性和有效性.利用该指标对路网上的关键路段进行分析,并通过在指标计算中考虑路段抗灾害能力来评价路段抗灾害能力提高后拓扑脆弱性的改善效果.

    2010年03期 v.38 364-367+379页 [查看摘要][在线阅读][下载 162K]
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  • 交通网络演化规律

    李夏苗;曾明华;

    基于城市空间结构与交通系统的动态互馈原理和交通系统的内在运行机制,以微观机理融合宏观机制为指导思想构建交通网络演化模型与算法,研究交通网络演化规律.在短期内,纳入道路用户外部性构造目标函数,进而建立交通系统最优模型;在较长时期,利用交通系统和城市空间结构之间的动态互馈作用、区域间经济联系的概念以及无标度网络演化规则的设计理念设计交通网络演化规则,刻画演化机制.实例研究表明,随着网络的演化,出现了层次现象并越来越清晰,更为重要的是,交通网络总费用随之下降;利用介数中心性定义了一种新的交通网络熵,该网络熵也呈现减小趋势,揭示了随着交通网络渐进地向有序演化,交通系统性能得以不断优化.

    2010年03期 v.38 368-373页 [查看摘要][在线阅读][下载 304K]
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  • 路面温度场的数值解及几个关键问题探讨

    谈至明;邹晓翎;刘伯莹;

    利用有限差分法,研究了不同边界条件下路面温度场有限差分解的收敛性及网格的合理划分;分析了将路面结构温度场求解简化为半无限体热传导问题的可行性及误差、路表与天空相互辐射中路表温度和天空有效温度作一阶泰勒近似所引起的偏差;讨论了天空有效温度的估计偏差对路面温度场的影响,以及路面初始温度值偏差的消散时间.

    2010年03期 v.38 374-379页 [查看摘要][在线阅读][下载 628K]
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  • 网级路面管理系统中项目优化模型的双层优化

    彭华;陈长;孙立军;

    根据道路管理者在项目决策过程中的决策心理,将项目优化分解为资金分配和项目分配两个相互影响又相互独立的过程,并由此建立了由资金分配模型和项目分配模型组成的项目优化模型的双层优化结构.利用动态规划和遗传算法对上述模型进行了有效的求解,结果显示,该模型及算法较好地弥补了传统数学优化法计算速度慢、计算结果不能指导实际工作的缺点.

    2010年03期 v.38 380-385页 [查看摘要][在线阅读][下载 324K]
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  • 轨道站火灾疏散安全区域界定研究

    吴娇蓉;胡山川;冯建栋;

    借助空间句法对单线和三线轨道车站的空间进行研究,综合考虑空间形态分析变量便捷度指标、站内人流动线的特征、流线冲突点、行人感知等因素,界定轨道站火灾情况下的安全区域.指出轨道站站台发生火灾等事故时疏散过程应分为两个阶段,每个阶段应分别规定疏散时间要求,为日后《地铁设计规范》紧急疏散部分相关规定的修订与完善提供建议.

    2010年03期 v.38 386-391+452页 [查看摘要][在线阅读][下载 741K]
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环境科学与工程

  • 给水管网二次加氯条件下的水质可靠度分析

    李莉;张燕;

    针对给水管网二次加氯条件下的水质可靠度问题,在线性叠加理论适用的范围内,引入节点用水量权重因子,对以余氯质量浓度期望值为评价指标的可靠度评价方法进行简化和改进,提出以余氯覆盖率为评价指标的可靠度评价方法.应用理论研究成果对算例管网进行水质可靠度评价,结果表明,二次加氯能在显著降低管网加氯量和提高余氯质量浓度均匀性的基础上维持较高的水质可靠度.

    2010年03期 v.38 392-396页 [查看摘要][在线阅读][下载 258K]
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  • 河岸带植物根际苄嘧磺隆降解与微生物学特征

    杨长明;蔡文娟;陈海雁;李建华;

    对芦苇、茭白、菖蒲3种河岸带植物根际苄嘧磺隆降解过程及微生物生态学特征进行研究.结果表明,不同河岸带植物对苄嘧磺隆的根际降解的增强效应存在显著差异,其降解速率大小依次为:菖蒲>芦苇>茭白.培养结束时,菖蒲根际土壤苄嘧磺隆的残留量较芦苇和茭白分别降低了23.1%和32.2%.在苄嘧磺隆作用下,供试3种河岸带植物根际脱氢酶活性表现出先激活后抑制,再恢复的变化趋势,而对脲酶和磷酸酶的影响均表现出抑制效应.苄嘧磺隆施加明显降低了河岸带植物根际土壤微生物的数量,特别是对细菌和真菌的数量的影响更为明显.与芦苇和茭白相比,菖蒲根际土壤具有更高的酶活性和微生物数量,说明该植物根际土壤中微生物对苄嘧磺隆污染具有较好的缓冲作用,从而大大增强了苄嘧磺隆生物降解效应.

    2010年03期 v.38 397-402页 [查看摘要][在线阅读][下载 262K]
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  • 不同泥龄下溶解性微生物产物对膜污染的影响

    董滨;段妮娜;何群彪;

    采用4套平行运行的小试膜生物反应器(membranebioreactors,MBR)对不同泥龄下膜生物反应器中溶解性微生物产物(soluble microbial products,SMP)的膜污染行为进行研究.结果显示,SMP的膜污染潜势和积累程度均随着泥龄的缩短而增大;MBR中与出水中SMP的相对分子质量分布相似;SMP的相对分子质量分布呈明显的双峰特征,泥龄长时高分子含量升高;SMP中的碳水化合物较蛋白质更容易在MBR中积累,泥龄短时尤为显著.因此,SMP组分按照不同形式划分,其膜污染潜势推测为碳水化合物>蛋白质,小分子组分>大分子组分.

    2010年03期 v.38 403-406+411页 [查看摘要][在线阅读][下载 430K]
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材料科学与工程

  • 处置利用垃圾焚烧飞灰共研制硫铝酸盐水泥

    施惠生;邓恺;郭晓潞;吴凯;

    以垃圾焚烧飞灰作为主要原料,在实验室电炉内研制成功了硫铝酸盐水泥熟料,并采用X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线荧光分析(XRF)等手段对该熟料的适宜烧成制度、力学性能、水化进程和微观结构等进行了研究.结果表明,该水泥熟料的适宜烧成温度范围为1 200~1 300℃,较佳保温时间为120 min.掺加垃圾灰的熟料中氯离子质量分数虽达到1.08%,但氯离子多以固定氯的形式存在,氯离子浸出量不超过总氯质量分数的6.30%.采用该熟料配制的水泥具有较高的早期抗压强度,后期抗压强度也能稳定增长.

    2010年03期 v.38 407-411页 [查看摘要][在线阅读][下载 439K]
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  • 碳化程度对混凝土中氯离子扩散系数的影响

    郑永来;郑洁琼;张梅;

    为研究碳化程度对混凝土中氯离子扩散系数的影响,通过室内混凝土快速碳化试验获得不同碳化程度的混凝土试块,再结合氯离子快速渗透试验,计算各混凝土试块的氯离子扩散系数.试验结果表明:完全碳化试件与部分碳化试件的氯离子扩散系数未见明显差别;而完全未碳化试件的氯离子扩散系数最大,与已碳化试件有明显差距.混凝土的碳化会降低氯离子的扩散系数;碳化使混凝土的孔隙率降低、密实度提高,一定程度上阻止了氯离子向混凝土内部扩散,完全碳化试件的氯离子扩散系数约为未碳化试件的1/2左右.利用pH计对部分碳化试件进行了测试,结果表明方法可行.

    2010年03期 v.38 412-416页 [查看摘要][在线阅读][下载 492K]
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机械、车辆与热能工程

  • 基于纵向力分配的轮边驱动电动汽车稳定性控制

    熊璐;余卓平;姜炜;蒋造云;

    采用层次化整车稳定性控制方法和加权二乘法优化分配算法,通过纵向力在约束范围内的合理分配形成直接横摆力矩,改善车辆的行驶姿态.实车试验结果显示,控制器根据各轮状态实现了四轮纵向力有效分配,车辆横摆角速度能够很好地跟踪参考横摆角速度;通过控制,降低了车辆横摆角速度与侧向加速度,提高了车辆的操纵稳定性.

    2010年03期 v.38 417-421+426页 [查看摘要][在线阅读][下载 580K]
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  • 两种改善汽车风洞轴向静压系数的方法

    李启良;郑志强;贾青;杨志刚;

    改善轴向静压系数对提高汽车风洞实验段流场品质具有重要意义.实验与数值模拟均发现,增加收集口角度或增加收集口喉部间隙都能有效改善汽车风洞实验段轴向静压系数,而且收集口角度越大或喉部间隙越大,轴向静压系数改善效果越明显.另外,实验还比较了单独增加收集口角度、收集口喉部间隙以及收集口角度和喉部间隙组合后对轴向静压系数的影响,旨在为全尺寸汽车风洞改善轴向静压系数提供依据.

    2010年03期 v.38 422-426页 [查看摘要][在线阅读][下载 819K]
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计算机与信息工程

  • 并行设计中耦合活动集的割裂规划

    徐赐军;李爱平;刘雪梅;

    为了提高耦合活动集割裂规划的有效性,针对现有割裂方法只考虑设计活动之间行为上依赖关系的局限性,提出基于互相关度和自相关度综合指标的割裂准则.在构造该准则的过程中,用三角模糊数的层次分析法(AHP)分析设计资源之间的关系;用互相关度指标分析设计活动与设计资源之间的关系;用自相关度指标分析设计活动之间的关系.最后,结合某型起重机改进设计的实例,对新的割裂准则进行说明和验证.实践表明,该方法能有效保证并行设计过程在资源约束条件下顺利进行,并为设计资源快速调度规划提供依据.

    2010年03期 v.38 427-431+458页 [查看摘要][在线阅读][下载 311K]
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  • 基于Virtual-Hub多企业协作生产计划系统仿真研究

    徐立云;蔡璐;李爱平;

    提出一种基于Virtual-Hub的多企业协作生产计划系统,并设计开发了支持多企业生产信息共享的Virtual-Hub,采用消息机制快速处理协作企业间的信息传递,屏蔽分布式企业异构系统之间信息共享的复杂性.基于成组技术的先粗后精订单分解方法,提高外部订单分解的效率.以某订单为例,着重就订单分解、企业生产进度更新和子任务实时监控等进行仿真,论证了所提系统和方法的有效性.

    2010年03期 v.38 432-436页 [查看摘要][在线阅读][下载 773K]
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  • 面向对象Petri网技术在系统建模中的应用

    顾妍午;王遵彤;吴启迪;

    面向对象Petri网将面向对象技术与Petri网相结合,利用对象的封装及继承等特性,降低了所建立系统模型的结构复杂性,增强了其可重用性和可剪裁性.系统的面向对象Petri网模型(OOPN)由对象模型(OPN)及对象联系模型(OCN)组成,前者描述对象内部的状态变化细节及与外部联系的接口,后者描述系统中各对象间的联系.分析了面向对象Petri网技术在各种复杂系统建模问题中的应用,并以电梯群控系统的建模为例,从电梯群控调度的角度,详细给出了OOPN模型的构建.

    2010年03期 v.38 437-441页 [查看摘要][在线阅读][下载 279K]
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测量科学与技术

  • 多基线近景摄影测量连续像对相对定向

    陆珏;陈义;郑波;

    根据近景摄影测量多基线、大倾角摄影的情况,推导了多基线近景摄影测量连续像对相对定向的公式,提出了以基线分量以及方向余弦为参数的解算方法,从而克服了非线性的共面条件方程式在解算时对摄影位置及姿态的限制.对摄影测量手册中相对定向方法进行了介绍.利用非量测数码相机对实验场地所拍摄的数据进行两种相对定向方法解算,获得了精度较高的结果,验证了两种算法的正确性及稳定性.

    2010年03期 v.38 442-447页 [查看摘要][在线阅读][下载 407K]
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  • GPS对流层延迟的历元间差分分析

    李浩军;王解先;胡丛玮;

    GPS(Global Positioning System)观测难免受到各种因素的影响,虽然可以通过不同观测组合和改正模型予以消弱,但总有一定的残留误差对定位结果产生影响.基于精密单点定位理论,通过无电离层组合模型、高精度GPS卫星轨道、卫星钟差来削弱电离层延迟误差、轨道误差的影响,以不同采样间隔的观测数据,分析对流层延迟历元间差分结果的特性;分析不同采样间隔观测中,对流层延迟历元间差分值的变化,对流层延迟对历元间差分观测值的影响;残留误差对历元间差分结果、组合观测值的影响;残留误差在时间序列上的变化.

    2010年03期 v.38 448-452页 [查看摘要][在线阅读][下载 553K]
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  • 融合GPS数据的PSDInSAR公用主影像的优化选取

    龙四春;刘经南;李陶;唐超华;

    分析了永久散射体合成孔径雷达差分干涉测量(PS-DInSAR)引起相干性损失的主要影响因子,提出一种顾及大气延迟变化差异的PS-DInSAR公用主影像的优化选取方法,给出了具体的函数模型、建模思想及求解方法.借助天津地区欧空局ENVISAT(environmental satellite)卫星ASAR(advanced synthetic aperture radar)影像和连续运行GPS(global positioning system)永久监测站数据为源数据,采用Bernese 5.0和Matlab7.1及Shell自编程序等开展了融合GPS数据的公用主影像的优化选取实验.实验结果表明,融合GPS数据的模型相关系数法能准确快速地从多幅SAR影像中选出最优公用主影像,为PS-DInSAR的高精度形变监测奠定了基础.

    2010年03期 v.38 453-458页 [查看摘要][在线阅读][下载 553K]
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  • 盾构姿态自动测量系统的开发与应用

    潘国荣;王穗辉;陈传林;张德海;

    通过用户需求调研并综合国内外既有测量系统的优点,开发了一套操作简单、自动化程度高、集盾构自动导向测量和工程动态管理可视化为一体的测量系统.应用结果表明,在地铁隧道中采用该系统进行自动测量是方便、准确和可行的,可在无人值守的情况下完成测量导向,完全能够取代人工测量.同时可提供可视化的地面建筑物与盾构推进相关关系的信息,便于在盾构推进过程中预防发生影响环境的事故.

    2010年03期 v.38 459-463页 [查看摘要][在线阅读][下载 297K]
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  • 基于结构响应测量的结构参数估计

    王人鹏;姚连璧;孟晓林;

    对由GPS(Global Positioning System)系统在线监测获取的结构响应数据,进行了分析计算,给出了结构响应的空间分布及与空间位移分布相关联的谱分布,初步分析了结构响应的空间分布及谱分布所隐含的结构性能特征及结构性能变化的可能趋势.研究表明,结构响应的统计分析及谱分析是揭示隐含的结构动力性能特征的可行方法,可以作为估计结构性能差异的指标之一.

    2010年03期 v.38 464-466页 [查看摘要][在线阅读][下载 274K]
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  • 《同济大学学报(自然科学版)》2009年情况简介

    <正>到2009年12月底,《同济大学学报(自然科学版)》在全年编辑出版工作中,严格贯彻国家有关期刊出版的法律法规及各项方针政策,以提高刊登论文的学术水平为目标,圆满完成了各项工作任务,并在数字化网络出版建设等方面有了较大的发展。自然版学报继2008年获"第二届中国高校精品科技期刊奖"、入选"中国300种精品科技期刊"之后,2009年荣获了上海市"期刊编校质量优秀奖"、"中国高校科技期刊优秀编辑质量奖"、华东地区"优秀科技期刊"一等奖。

    2010年03期 v.38 314+467页 [查看摘要][在线阅读][下载 1268K]
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